高壓水射流技術的基本概（gài）念介紹

近幾十年來，隨著科學技術的快速發展，人類發現了給液滴賦予比自由落體運動大（dà）得多的打擊能量，這使得漫長的水滴石（shí）穿（chuān）現象得以在瞬（shùn）間便可以完成，這（zhè）就是水射流。然而，為了提高效率，科技又通過機械進（jìn）一步將水增壓，並使它從直徑很小的噴（pēn）嘴中（zhōng）噴出，形成一束高速、連續的（de）水流束，也就是高壓水射流。下麵主要介紹高壓水射流技術的基本概念。
 
1、高壓水（shuǐ）射流的結構

高壓水射流在噴嘴出口處形（xíng）成一個（gè）錐形等速流核心區，其中射流軸（zhóu）向動壓力及密度基本保持不變，為（wéi）水射流的（de）初始段（duàn）。射流繼續發展的部分為基本段，其軸心速度與軸心動壓有規律地（dì）衰減。最後在（zài）消散段水射流與環境介（jiè）質完全混合變成水滴與空氣的混合物或霧化。水（shuǐ）射流各段在工程應用中具（jù）有（yǒu）不（bú）同的功能，起始段適宜於材料（liào）切（qiē）割，基本段適用於清洗（xǐ）、除鏽等，消散部分主（zhǔ）用用於（yú）降（jiàng）溫除塵（chén）、大麵積地衝刷。

2、射流打擊力（lì）

水射流打擊物體表（biǎo）麵的打擊力主要（yào）體現在射流的壓強上，如果壓強大於汙垢的抗壓強度，則汙垢即被破壞。噴嘴出口處的水射流速度一般（bān）在亞音速與超音速之間即300～500 m/s，這股水射流雖然質量很小，但其速率平方卻可使水滴像子彈一樣，具有巨（jù）大打擊（jī）能量，可以破壞（huài）極堅硬的鹽堿結垢及堵塞物（wù）。

3、最佳耙距

水射流對物體表麵的作（zuò）用力不僅與射流密度、速度有關。而且還與水射流離該表麵的距離有關，這是由於水射流的速度、結構隨著其噴射距離發生（shēng）變化，因此水射流衝擊物體的作用力也隨（suí）噴嘴至物體表麵的距離(耙距)不斷變化，根據實驗結（jié）果，達到最大打擊力的最佳耙距在100倍噴嘴直徑左右。

4、壓力分級

根據我國標準，可將水射流壓力劃分為4個等級，即低壓0.5-20MPa；中壓20-70MPa；高壓70-140MPa；超高壓140MPa以上。
 
高速水（shuǐ）射流（liú）破壞材料的過程是一個動態斷裂過程，對脆性材料(如岩石)等主要是以裂紋破壞及擴散為主，而對塑性材料則（zé）符合最大的拉應力瞬時斷裂準則，即一旦（dàn）材料中某（mǒu）點的法向拉應力達到或超過某一臨界值oy 時，該點即發生斷（duàn）裂。根據（jù）彈塑性力學，動態斷裂強度與靜態斷裂強度相比要高出一個數量級左右，主要是因為動態（tài）應力作用時間短（duǎn），材料中裂紋（wén）來不及發展。因而這個動（dòng）態斷裂不僅與應力有關，還（hái）與拉伸應力的作（zuò）用時間相關。

因此，我們可以看出高壓水射流技術的應用領域將是十分廣泛的，它給我們帶來了的一種全新的（de）途徑。